加法制造玻璃基板PCB板及LED显示器的方法技术

本发明专利技术公开了一种加法制造玻璃基板PCB板及LED显示器的方法，在玻璃基板按电路设计要求印刷导电铜浆，形成线宽可控的导电线路。加法制造玻璃基板PCB板可用丝网印刷技术在玻璃上精密印刷铜浆形成铜导电线路，可以发挥玻璃基板的高导热的特性，同时可印刷出50微米以下线宽的导电线路，烧结后浆料中有极低的有机残留物，具有很好的附着力(>2N/mm)。

The method of manufacturing glass substrate PCB and LED display by adding

【技术实现步骤摘要】
加法制造玻璃基板PCB板及LED显示器的方法
本专利技术属于PCB板
，具体涉及加法制造玻璃基板PCB板及LED显示器的方法。
技术介绍
印刷电路板PCB(Printedcircuitboard)是电子元件的支撑体，在PCB板上有金属导体作为连接电子元件的线路。目前使用的印刷电路板实际上是用减法蚀刻工艺设计和制造的，PCB电路板已经可以较低的成本支持更大密度的趋势需求,然而，对低于25微米高分辨率的导电线路，减法蚀刻工艺变得十分昂贵。而最大的问题是，由于PCB电路板的减法制造需要利用光刻，显影，脱膜，化学刻蚀，电镀等工艺，不但工艺过程复杂，而且工艺过程需要用大量的强酸等有害化学物质，并使用大量的水来清洗，造成大量需处理的化学废弃物品和废水,给环境保护造成极大的压力。随着氮化镓LED显示技术的迅速发展，特别是LED的小型化进展，已可制造100微米(Mini-LED)甚至微米级的LED(Micro-LED)，使高分辨LED显示器的制造成为可能，由于Mini－LED和Micro-LED是主动发光，但与目前量产的有机发光显示器(OLED)不同，它不依赖有机化合物来发光，从理论上讲，其显示品质就像OLED一样，但它亮度更亮，且没有老化问题，并且从长远来看，比OLED更便宜，而且Mini-LED和Micro-LED可直接贴在PCB电路版上来制造显示器，制造工艺十分简单，但这对PCB板提出了新的技术要求，这些MiniLED背光源的背板若要能单独控制每颗MiniLED,用传统PCB工艺甚至用简单的被动方式(Passive)来驱动控制，用单层覆铜板电路是无法实现的，必须用多层PCB板才可实现这样的选址驱动控制，需要多步的光刻、显影、脱膜、化学刻蚀、电镀等工艺来实现，而且同样仍存在热导太差和表面不平整的问题，特别是传统PCB板是用低热导FR4或PI等有机基材制造的，一方面，这样高电流和高亮度LED在显示时发出的热量无法很快地散发出去，会造成LED的高温过热并大大减低发光效率，另一方面由于FR4和PI等有机材料基板的热导系数很低，所以LED显示要求热导系数较高的基板材料，例如陶瓷，玻璃，金属基板等。而玻璃基板由于表面非常光滑平整，热导系数较高(>1w/mK)，是LED显示器的理想基板材料，而若用传统PCB制造在玻璃上制造，仍需要在玻璃基板和铜箔之间有一有机粘合层，而这一有机粘合层的热导一般又很小，这样也无法利用玻璃基板高热导的特性，而用导电浆料的加法制造工艺可完美地解决这一问题。而加法制造(AM：Additivemanufacturing)电子线路和电子线路板，因为只在设计的地方印刷导体和电介质绝缘体，完全去掉传统PCB电路板的制造需要的光刻、显影、脱膜、化学刻蚀等湿法工艺，工艺简单、既节省而且环保，多层交替印刷或打印导电浆料和绝缘电介质浆料，可实现多层电子线路的制造，每层电路之间由导电浆料连接。同时，印刷技术除了可印刷导体或绝缘电介质层，而且可印刷电阻，电感，和电容等分立电子元器件，可进一步实现电路高密度化微小型化。同时，随着无接触数字化印刷技术，例如喷墨打印(Inkjet)、喷雾打印(Aerosoljet)、挤胶打印(Dispensing)等的商业化进程加速，甚至出现10微米线宽的打印技术，结合丝网印刷技术，使高密度多层和3D-立体电子线路的制造成为未来电子线路集成化的主要方向之一。而在加法制造PCB板时，银的成本是目前PCB板所用铜导体的近100倍，尽管由于印刷时银的浪费较小，但若银导体在印刷电路上的覆盖率超过60％以上时，仅银材料的成本就和传统PCB板的制造成本相当，这样就使银浆技术在印刷电路制造上失去成本优势。另外，在较潮湿和高电场的作用下，银浆会产生银离子迁移现象，这种银离子迁移容易造成电路的短路和长时间使用的可靠性，也是阻止银在PCB板上大规模应用的原因之一，同时加法的印刷电路板应用于小间距或Mini-LED显示器背板，MiniLED的尺寸在100微米以下，要求电极具有50微米/50微米以下的分辨率，因而多层PCB板的制造对50微米铜线以下的分辨率和50微米直径导电贯孔的工艺提出更高的要求，成品率的挑战十分大。
技术实现思路
基于此，本专利技术提出加法制造玻璃基板PCB板及LED显示器的方法，可用丝网印刷技术在玻璃上精密印刷铜浆形成铜导电线路，可以发挥玻璃基板的高导热的特性，同时可印刷出50微米以下线宽的导电线路，烧结后浆料中有极低的有机残留物，具有很好的附着力(>2N/mm)。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种加法制造玻璃基板PCB板的方法，包括如下步骤：在玻璃基板上按电路设计要求印刷导电铜浆，形成线宽可控的导电线路。在一个优选的实施例中，所述的导电铜浆由如下重量份数组分组成：铜粉84～90份，无机玻璃粉1～10份，有机载体含量为1～10份，有机添加剂0.5～6份，溶剂0.5～5份，功能性添加剂0.5～2份。铜浆在玻璃上的结合力主要由合适的玻璃粉来实现，玻璃粉可选自含铅玻璃粉也可选自不含铅玻璃粉，玻璃粉的软化点在450℃左右，热膨胀系数小于8×10-6/K。在一个优选的实施例中，所述的导电铜浆由如下重量份数组分组成：铜粉84～90份，无机烧结助剂0.5～6份，有机粘合剂1～15份，有机添加剂0.5～6份，溶剂0.5～5份，功能性添加剂0.5～2份。有机粘合剂可是环氧树脂及其固化剂，无机烧结助剂可是低温合金颗粒，纳米颗粒等低熔点材料。在一个优选的实施例中，所述的有机添加剂为硅烷偶联剂，所述的功能性添加剂为固化剂、增稠剂、及流平剂。有机添加剂、功能性添加剂选自市面上常规的试剂。在一个优选的实施例中，铜粉的平均粒度为0.2～3μm。在一个优选的实施例中，在玻璃基板按电路设计要求印刷导电铜浆前，还包括在玻璃上按电路设计要求打出所有通孔，把塞孔铜浆印刷在玻璃的通孔中。在一个优选的实施例中，所述的塞孔铜浆与所述的导电铜浆为同一种浆料。在一个优选的实施例中，所述的利用皮秒紫外激光打出所有通孔，所述的通孔的孔径为0.05～0.2mm。在一个优选的实施例中，在所述的玻璃基板按电路设计要求印刷导电铜浆后，共同烧结所述的导电铜浆和所述的塞孔铜浆，形成导电铜电极和塞孔电极。在一个优选的实施例中，所述的烧结铜浆在含氢气的气氛中烧结。在一个优选的实施例中，所述的导电铜电极与所述的塞孔电极连通。在一个优选的实施例中，在所述的玻璃基板上按电路设计要求印刷导电铜浆，形成线宽可控的导电线路后，还包括在导电线路上印刷绝缘浆料形成绝缘层。在一个优选的实施例中，在所述的导电线路上印刷绝缘浆料形成绝缘层后，还包括在绝缘层上印刷导电铜浆。在一个优选的实施例中，在所述的绝缘层上印刷导电铜浆后，还包括共同烧结所述的导电铜浆和绝缘浆料，形成铜电极。在一个优选的实施例中，在玻璃基板上按电路设计印刷导电铜浆前，还包括在玻璃基板上制造TFT阵列，在玻璃基板上按电路设计要求印刷导电铜浆，形成线宽可控的导电线路后，在导电线路上印刷绝缘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加法制造玻璃基板PCB板的方法，其特征在于，包括如下步骤：在玻璃基板上按电路设计要求印刷导电铜浆，形成线宽可控的导电线路。/n

【技术特征摘要】
1.一种加法制造玻璃基板PCB板的方法，其特征在于，包括如下步骤：在玻璃基板上按电路设计要求印刷导电铜浆，形成线宽可控的导电线路。


2.根据权利要求1所述的加法制造玻璃基板PCB板的方法，其特征在于，所述的导电铜浆由如下重量份数组分组成：铜粉84～90份，无机玻璃粉1～10份，有机载体含量为1～10份，有机添加剂0.5～6份，溶剂0.5～5份，功能性添加剂0.5～2份。


3.根据权利要求1所述的加法制造玻璃基板PCB板的方法，其特征在于，所述的导电铜浆由如下重量份数组分组成：铜粉84～90份，无机烧结助剂0.5～6份，有机粘合剂1～15份，有机添加剂0.5～6份，溶剂0.5～5份，功能性添加剂0.5～2份。


4.根据权利要求1所述的加法制造玻璃基板PCB板的方法，其特征在于，在玻璃基板上按电路设计要求印刷导电铜浆前，还包括在玻璃上按电路设计要求打出所有通孔，将塞孔铜浆印刷在玻璃的通孔中。


5.根据权利要求4所述的加法制造玻璃基板PCB板的方法，其特征在于，所述的玻璃基板上按电路设计要求印刷导电铜浆具体为双面印刷导...

【专利技术属性】
技术研发人员：李运钧，郭冉，
申请(专利权)人：深圳市百柔新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44